基于控制載荷法的離心風(fēng)機(jī)單板葉片設(shè)計(jì)與內(nèi)部流場(chǎng)分析
關(guān)鍵詞：離心風(fēng)機(jī) 發(fā)布時(shí)間：2013-07-17 點(diǎn)擊數(shù)：1394
控制載荷法是一種通過(guò)控制葉片表面載荷分布方式來(lái)設(shè)計(jì)葉片型線的方法。壓力面與吸力面相對(duì)速度不同,二者的差值稱為葉片載荷,通過(guò)控制壓力面和吸力面的相對(duì)速度或者是其他可以表征載荷分布的物理量的分布即可視為對(duì)葉片表面載荷分布的調(diào)整。離心風(fēng)機(jī)常用的葉型主要有單板葉片與中空機(jī)翼型葉片。二者相比,中空機(jī)翼型葉片氣動(dòng)性能好,效率高,但是結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜,加工制造成本高,且在空氣中雜質(zhì)顆粒較多的情況下,葉片容易磨損出現(xiàn)漏洞,導(dǎo)致外界雜質(zhì)進(jìn)入葉片內(nèi)部使葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)失衡,影響風(fēng)機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行。單板葉型雖然氣動(dòng)性能相對(duì)略低,但是在制造成本、運(yùn)行穩(wěn)定性方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。本文以4-72型離心通風(fēng)機(jī)為原型,首先,利用商業(yè)流體計(jì)算軟件對(duì)原機(jī)翼型葉片葉輪組進(jìn)行全工況范圍內(nèi)數(shù)值模擬,并分析模擬結(jié)果,得到其基本的流場(chǎng)特性與性能曲線,發(fā)現(xiàn)其流動(dòng)損失主要是集中在靠近輪蓋側(cè)的端部損失。然后,在給定工況下,采用控制載荷法設(shè)計(jì)出不同載荷加載方式下的單板葉型,并對(duì)其流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬,通過(guò)對(duì)結(jié)果的對(duì)比分析,表明針對(duì)該風(fēng)機(jī),載荷前加載方式所設(shè)計(jì)的葉型可以獲得性能更好的效率和壓升。同時(shí)將載荷前加載分布方式下所設(shè)計(jì)的單板葉片的模擬結(jié)果與原機(jī)翼型葉片葉輪數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)對(duì)比,結(jié)果證明,在不改變風(fēng)機(jī)葉輪組輪盤(pán)、輪蓋外形和葉片數(shù)目的前提下,利用控制載荷法可以設(shè)計(jì)出氣動(dòng)性能達(dá)到原中空機(jī)翼型葉片標(biāo)準(zhǔn)的離心風(fēng)機(jī)等厚度單板葉片,且由于單板葉片其本身結(jié)構(gòu)特點(diǎn),避免了中空機(jī)翼型葉片因磨損而導(dǎo)致葉片破損從而產(chǎn)生葉輪組轉(zhuǎn)動(dòng)失衡的狀況。
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